Exotic quasi-particles in topological phases

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Frontiers of materials science spun from topology
• Project/Area Number: 15H05855
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Kawakami Norio 京都大学, 理学研究科, 教授 (10169683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 正仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70271070) ; 佐藤 昌利 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (30313117) ; 新田 宗土 慶應義塾大学, 商学部(日吉), 教授 (60433736) ; 水島 健 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50379707) ; 西田 祐介 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80704288)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: トポロジー / 物質科学 / 準粒子 / 理論物理

Outline of Final Research Achievements

We have theoretically uncovered/predicted various properties of topological quantum phases and emergent exotic quasiparticles, which highlight new aspects of materials science. In particular, we have conducted the researches with special emphasis on correlation, symmetry and nanoscience, and thereby elucidated novel phenomena originating from the exotic quasi-particles in topological insulators, superconductors, semimetals and magnets. These results have enabled us to find universal properties behind the individual topological materials and reveal the basic laws controlling them.

Free Research Field

物性理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トポロジーの概念が物質科学に急速に浸透する中、これまで提案されてきた諸概念を統合し学理として構築するため、異なる分野で研究されてきた半導体、超伝導、磁性等を「トポロジカル物質科学」という分野横断の横糸で紡ぎ研究を行った。物性、素粒子、原子核など専門を異にするメンバーが協力することで、物理学における異分野融合を促進し、さらに物理学を超えて数学などの幅広い分野にも波及効果を与えた。これらの成果を通してトポロジーを基軸にした「物質の新たな見方」の構築に寄与することができたと考えている。